TI GaN功率设计可驱动200 V交流伺服驱动器和机器人 效率达99％

2017年6月28日，北京讯—德州仪器(TI)近日推出一项创新的三相氮化镓(GaN)逆变器参考设计，可帮助工程师构建200 V，2 kW交流伺服电机驱动器和下一代工业机器人，具有快速的电流回路控制，更高的效率，更精确的速度和转矩控制。现在下载参考设计。

三相逆变器GaN功率级

三相高频GaN逆变器参考设计采用TI去年最新推出的LMG3410 600-V，12-A GaN功率模块，具有集成FET、栅极驱动器和保护功能。 GaN模块可使设计开关比硅FET快5倍，可在100 kHz时实现高于98%的效率水平，在24 kHz脉宽调制(PWM)频率下，可实现高于99%的效率水平。使用GaN，设计人员可以优化开关性能，减少电机的功率损耗，并可降低散热片的尺寸以节省电路板空间。与低电感电机配合使用时，以100kHz运行逆变器，可大幅改善转矩脉动。

功率、速度和性能

GaN逆变器功率级可与微控制器(MCU)轻松对接，包括TI的TMS320F28379D驱动控制片上系统，以帮助动态调整电压频率并实现超快速电流环路控制。TI近日还推出了新型DesignDRIVE快速电流环路软件，具有创新的子周期PWM更新技术，可帮助将伺服驱动器中的电流环路性能提高到小于1微秒，可达到电机转矩响应的三倍。该快速电流环路软件优于传统的基于MCU的电流环路解决方案，并且可以免费使用controlSUITE™软件。

除了GaN模块，该参考设计依赖于TI的AMC1306隔离delta-sigma调制器，具有电流检测功能，可提高电机控制性能。TI的ISO7831数字隔离器还为MCU和该设计的六个PWM之间提供增强隔离。

TI新型三相逆变器设计的主要优点

· 高效率功率级：100kHz PWM时为98%，24kHz PWM时为99%，可降低散热片尺寸

· 高脉宽调制(PWM)频率：高PWM开关频率可实现以极小电流纹波驱动低电感电机

· 快速开关转换：小于25ns，无任何开关节点电压振铃，降低电磁干扰

· 600V和12A LMG3410 GaN FET功率级，具有超过700万个器件可靠性小时数：可实现快速简便的PCB布局和小尺寸设计。